Arduino 开发

本章节包含以下部分，请按需阅读：

Arduino 入门教程
配置开发环境
示例程序

Arduino 入门教程

初次接触 Arduino ESP32 开发，想要快速上手？我们为您准备了一套通用的 入门教程。

请注意：该教程使用 ESP32-S3-Zero 作为教学示例，所有硬件代码均基于其引脚布局。在动手实践前，建议您对照手中的开发板引脚图，确认引脚配置无误。

配置开发环境

1. 安装和配置 Arduino IDE

请参考 安装和配置 Arduino IDE 教程 下载安装 Arduino IDE 并添加 ESP32 支持。

2. 安装库

在安装 Arduino 库时，通常有两种方式可供选择：在线安装和离线安装。若库安装要求离线安装，则必须使用提供的库文件。
对于大多数库，用户可以通过 Arduino 软件的在线库管理器轻松搜索并安装。然而，一些开源库或自定义库未被同步到 Arduino 库管理器中，因此无法通过在线搜索获取。在这种情况下，用户只能通过离线方式手动安装这些库。
可从该处下载 ESP32-S3-ePaper-3.97 开发板的示例程序包。包内的 Arduino\libraries 目录已包含本教程所需的全部库文件。

库或文件名称	说明	版本	安装方式
SensorLib	传感器库	v0.3.1	"离线/在线安装"

3. Arduino 工程参数设置

示例程序

Arduino 示例程序位于示例程序包的 Arduino/examples 目录中。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_Audio_Test	驱动 ES8311 播放音乐	-
02_E-Paper_Example	3.97inch e-Paper 墨水屏幕示例程序	-
03_I2C_PCF85063	RTC 例程	-
04_I2C_SHTC3	温湿度传感器例程	SensorLib
05_SD_Test	SD 卡例程	-
06_QMI8658A	六轴陀螺仪例程	SensorLib

01_Audio_Test

【程序说明】

该示例可驱动 ES8311 音频编解码器，播放音乐

【硬件连接】

使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

配置 ES8311 音频编解码器初始化。

  void setup() {
    Serial.begin(115200);
    Wire.begin(I2C_SDA, I2C_SCL);
    pinMode(PA_CTRL, OUTPUT);
    digitalWrite(PA_CTRL, HIGH);
    es8311_codec_init();

    setupI2S();
    Serial.println("I2S Initialized");
  }

持续向 I2S 总线写入内置音频数据，实现循环播放。
```
 i2s.write((uint8_t *)audio_data, AUDIO_SAMPLES * 2);
```

【运行效果】

播放音频文件，屏幕无现象

02_E-Paper_Example

【程序说明】

该示例为 3.97 寸墨水屏 Arduino 本地例程，实现电子纸初始化清屏，显示图片，绘制基础图形、文字，局部刷新动态显示时间。

【硬件连接】

使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

显示预设图片。

  #if 1   // show bmp
    EPD_3IN97_Init_Fast();
    printf("show image for array\r\n");
    EPD_3IN97_Display(gImage_image);
    DEV_Delay_ms(1500);
  #endif

绘制基础图形、中英文文字、数字，并刷新显示。

 #if 1   // Drawing on the image
    //1.Select Image
    EPD_3IN97_Init();
    printf("SelectImage:BlackImage\r\n");
    Paint_SelectImage(BlackImage);
    Paint_Clear(WHITE);

    // 2.Drawing on the image
    Debug("Drawing:BlackImage\r\n");
    Paint_DrawPoint(10, 80, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, DOT_STYLE_DFT);
    Paint_DrawPoint(10, 90, BLACK, DOT_PIXEL_2X2, DOT_STYLE_DFT);
    Paint_DrawPoint(10, 100, BLACK, DOT_PIXEL_3X3, DOT_STYLE_DFT);
    Paint_DrawLine(20, 70, 70, 120, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, LINE_STYLE_SOLID);
    Paint_DrawLine(70, 70, 20, 120, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, LINE_STYLE_SOLID);
    Paint_DrawRectangle(20, 70, 70, 120, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, DRAW_FILL_EMPTY);
    Paint_DrawRectangle(80, 70, 130, 120, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, DRAW_FILL_FULL);
    Paint_DrawCircle(45, 95, 20, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, DRAW_FILL_EMPTY);
    Paint_DrawCircle(105, 95, 20, WHITE, DOT_PIXEL_1X1, DRAW_FILL_FULL);
    Paint_DrawLine(85, 95, 125, 95, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, LINE_STYLE_DOTTED);
    Paint_DrawLine(105, 75, 105, 115, BLACK, DOT_PIXEL_1X1, LINE_STYLE_DOTTED);
    Paint_DrawString_EN(10, 0, "waveshare", &Font16, BLACK, WHITE);
    Paint_DrawString_EN(10, 20, "hello world", &Font12, WHITE, BLACK);
    Paint_DrawNum(10, 33, 123456789, &Font12, BLACK, WHITE);
    Paint_DrawNum(10, 50, 987654321, &Font16, WHITE, BLACK);
    Paint_DrawString_CN(130, 0, " 你好 abc", &Font12CN, BLACK, WHITE);
    Paint_DrawString_CN(130, 20, "微雪电子", &Font24CN, WHITE, BLACK);

    printf("EPD_Display\r\n");
    EPD_3IN97_Display_Base(BlackImage);
    DEV_Delay_ms(3000);
 #endif

【运行效果】

屏幕刷新显示

03_I2C_PCF85063

【程序说明】

该示例使用板载 PCF85063 RTC 芯片，实现 3.97 寸墨水屏结合 I2C 接口 RTC 实时时钟模块动态显示功能

【硬件连接】

使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

循环读取 RTC 时间，格式化字符串后局部刷新墨水屏显示。

  void i2c_rtc_loop_task(void *arg)
  {
    char buff[80];
    for(;;)
    {
      RtcDateTime_t datetime = rtc_dev->get_rtcTime();
      printf("%d/%d/%d %d:%d:%d \n",datetime.year,datetime.month,datetime.day,datetime.hour,datetime.minute,datetime.second);  

      Paint_NewImage(BlackImage, Font20.Height *3, Font20.Width * 8, 270, WHITE);
      Paint_SelectImage(BlackImage);
      Paint_Clear(WHITE);

      sprintf(buff, "%d-%d-%d", datetime.year,datetime.month,datetime.day);
      Paint_DrawString_EN(0, 5, buff, &Font20, WHITE, BLACK);
      sprintf(buff, "%d:%d:%d", datetime.hour,datetime.minute,datetime.second);
      Paint_DrawString_EN(0, 35, buff, &Font20, WHITE, BLACK);

      EPD_3IN97_Display_Partial(BlackImage, 50, 250, 50 + Font20.Height*3 , 250 + Font20.Width * 8);

      vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
  }

【运行效果】

墨水屏局部刷新显示时间

04_I2C_SHTC3

【程序说明】

该示例使用板载 SHTC3 温湿度传感器，实现 3.97 寸墨水屏动态显示温湿度数据功能

【硬件连接】

使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

循环读取传感器数据，局部刷新墨水屏，显示温湿度数据。

void i2c_SHTC3_loop_task(void *arg)
{
  char buff[80];
  for(;;)
  {
    shtc3_data_t shtc3_data = shtc3_dev->readTempHumi();
    printf("RH:%.2f%%,Temp:%.2f°C \n",shtc3_data.RH,shtc3_data.Temp);  

    Paint_NewImage(BlackImage, Font20.Height *3, Font20.Width * 8, 270, WHITE);
    Paint_SelectImage(BlackImage);
    Paint_Clear(WHITE);

    sprintf(buff, "%.2f%%",shtc3_data.RH);
    Paint_DrawString_EN(0, 5, buff, &Font20, WHITE, BLACK);
    sprintf(buff, "%.2f", shtc3_data.Temp);
    Paint_DrawString_EN(0, 35, buff, &Font20, WHITE, BLACK);
    Paint_DrawString_CN(Font20.Width * 5, 30, "℃", &Font12CN, WHITE, BLACK);

    EPD_3IN97_Display_Partial(BlackImage, 50, 250, 50 + Font20.Height*3, 250 + Font20.Width * 8);

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
  }
}

【运行效果】

墨水屏局部刷新显示温湿度

05_SD_Test

【程序说明】

该示通过读取 SD 卡中的 BMP 图片并在墨水屏上刷新显示

【硬件连接】

使用 USB 线把板子接入电脑
将保存有图片的 bmp 文件夹放入 SD 卡根目录，插入 SD 卡模块

【代码分析】

配置挂载 SD 卡

  //sdcard init
  Serial.begin(115200);
  delay(1000); 
  SD_MMC.setPins(SD_CLK, SD_CMD, SD_D0, SD_D1, SD_D2, SD_D3);
  if (!SD_MMC.begin("/sdcard", true)) { 
      printf("SD card failed to mount\r\n");
      return;
  }
  printf("SD card success to mount\r\n");

显示图片

  printf("show BMP-------------------------\r\n");
  EPD_3IN97_Init_Fast();

  Paint_Clear(WHITE);
  GUI_ReadBmp("/sdcard/bmp/100x100.bmp", 50, 50);
  EPD_3IN97_Display_Fast(Image);
  printf("100*100 BMP Load OK!\r\n");
  DEV_Delay_ms(1000);

  Paint_Clear(WHITE);
  GUI_ReadBmp("/sdcard/bmp/3in97.bmp",0 ,0);
  EPD_3IN97_Display_Fast(Image);
  printf("800*480 BMP Load OK!\r\n");
  DEV_Delay_ms(3000);

显示 4 灰度 BMP 图片

  EPD_3IN97_Init_4GRAY();
  Paint_NewImage(Image, EPD_3IN97_WIDTH, EPD_3IN97_HEIGHT, 0, WHITE);
  Paint_SetScale(4);
  Paint_Clear(WHITE);
  if(GUI_ReadBmp_4Gray("/sdcard/bmp/3in97_4Gray.bmp", 0, 0) == 0){
      printf("4Gray BMP Load OK!\r\n");
  }else{
      printf("4Gray BMP Load Failed!\r\n");
  }
  EPD_3IN97_Display_4Gray(Image);
  DEV_Delay_ms(3000);

【运行效果】

读取显示 sd 卡图片

06_QMI8658A

【程序说明】

该示例使用板载 QMI8658 六轴 IMU 传感器，墨水屏显示数值

【硬件连接】

使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

检测数据就绪，读取并打印传感器数据，调用显示函数更新墨水屏显示数据

   if (qmi.getDataReady()) { 
      if (qmi.getAccelerometer(acc.x, acc.y, acc.z)) {
          Serial.print("ACCEL.x:"); Serial.print(acc.x); Serial.print(",");
          Serial.print("ACCEL.y:"); Serial.print(acc.y); Serial.print(",");
          Serial.print("ACCEL.z:"); Serial.print(acc.z); Serial.println();
      }
      if (qmi.getGyroscope(gyr.x, gyr.y, gyr.z)) {
          Serial.print(" GYRO.x:"); Serial.print(gyr.x); Serial.print(",");
          Serial.print(" GYRO.y:"); Serial.print(gyr.y); Serial.print(",");
          Serial.print(" GYRO.z:"); Serial.print(gyr.z); Serial.println();
      }
      qmi8658_data_show();
  }

【运行效果】

墨水屏局部刷新显示六轴陀螺仪传感器数据

Arduino 入门教程​

配置开发环境​

1. 安装和配置 Arduino IDE​

2. 安装库​

3. Arduino 工程参数设置​

示例程序​

01_Audio_Test​

02_E-Paper_Example​

03_I2C_PCF85063​

04_I2C_SHTC3​

05_SD_Test​

06_QMI8658A​

Arduino 入门教程

配置开发环境

1. 安装和配置 Arduino IDE

2. 安装库

3. Arduino 工程参数设置

示例程序

01_Audio_Test

02_E-Paper_Example

03_I2C_PCF85063

04_I2C_SHTC3

05_SD_Test

06_QMI8658A